Strain: Understanding Its Unit And Measurement

नमस्ते! इस लेख में, हम तनाव की इकाई के बारे में विस्तार से जानेंगे। तनाव क्या है और इसे कैसे मापा जाता है, यह समझने के लिए यह लेख आपके लिए एक मार्गदर्शिका होगी।

सही उत्तर

तनाव एक आयामहीन राशि है, इसलिए इसकी कोई इकाई नहीं होती है। इसे अक्सर एक संख्या या प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है।

विस्तृत स्पष्टीकरण

तनाव (Strain) एक महत्वपूर्ण अवधारणा है जो बताती है कि किसी वस्तु पर बल लगाने पर उसमें कितना विरूपण होता है। इसे समझने के लिए, हम इसे गहराई से देखते हैं।

तनाव क्या है?

तनाव को किसी वस्तु के आकार में परिवर्तन और उस वस्तु के मूल आकार के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है। गणितीय रूप से, इसे इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:

तनाव = आकार में परिवर्तन / मूल आकार

यहाँ, "आकार में परिवर्तन" का अर्थ है वस्तु की लंबाई, क्षेत्रफल या आयतन में परिवर्तन, और "मूल आकार" का अर्थ है वस्तु का मूल आकार।

इकाई क्यों नहीं होती?

तनाव एक आयामहीन राशि है क्योंकि यह दो समान इकाइयों का अनुपात है। उदाहरण के लिए, यदि हम किसी छड़ की लंबाई में परिवर्तन को मापते हैं, तो हम लंबाई को मीटर (m) या सेंटीमीटर (cm) में मापेंगे। तनाव की गणना करते समय, हम लंबाई में परिवर्तन को मूल लंबाई से विभाजित करते हैं।

मान लीजिए कि एक छड़ की मूल लंबाई 1 मीटर है और बल लगाने पर इसकी लंबाई में 0.01 मीटर की वृद्धि होती है। तो, तनाव होगा:

तनाव = 0.01 मीटर / 1 मीटर = 0.01

यहाँ, मीटर (m) इकाई अंश और हर दोनों में कट जाती है, इसलिए तनाव की कोई इकाई नहीं होती।

तनाव के प्रकार

तनाव को विभिन्न प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है, जिनमें से कुछ मुख्य प्रकार निम्नलिखित हैं:

1. तन्या तनाव (Tensile Strain): यह तनाव तब होता है जब किसी वस्तु को खींचा जाता है, जिससे उसकी लंबाई बढ़ जाती है।
2. संपीड़न तनाव (Compressive Strain): यह तनाव तब होता है जब किसी वस्तु को दबाया जाता है, जिससे उसकी लंबाई कम हो जाती है।
3. अपरूपण तनाव (Shear Strain): यह तनाव तब होता है जब किसी वस्तु पर एक ऐसा बल लगाया जाता है जो उसके आकार को विकृत कर देता है, जैसे कि किसी पुस्तक के पन्नों को सरकाना।
4. आयतन तनाव (Volumetric Strain): यह तनाव तब होता है जब किसी वस्तु के आयतन में परिवर्तन होता है, जैसे कि किसी गेंद को दबाने पर।

तनाव का मापन

तनाव को मापने के लिए विभिन्न तकनीकों का उपयोग किया जाता है, जिनमें से कुछ मुख्य तकनीकें निम्नलिखित हैं:

• स्ट्रेन गेज (Strain Gauge): यह एक उपकरण है जो किसी वस्तु पर तनाव को मापने के लिए उपयोग किया जाता है। यह एक पतला, लचीला प्रतिरोधक होता है जिसे वस्तु की सतह पर चिपकाया जाता है। जब वस्तु विकृत होती है, तो स्ट्रेन गेज का प्रतिरोध बदल जाता है, जिसे मापकर तनाव की गणना की जाती है।
• एक्सटेंसोमीटर (Extensometer): यह एक उपकरण है जो किसी वस्तु की लंबाई में परिवर्तन को मापने के लिए उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग आमतौर पर सामग्री परीक्षण में किया जाता है।
• डिजिटल छवि सहसंबंध (Digital Image Correlation - DIC): यह एक ऑप्टिकल तकनीक है जो किसी वस्तु की सतह पर बिंदुओं की गति को मापने के लिए उपयोग की जाती है। इसका उपयोग तनाव और विरूपण को मापने के लिए किया जा सकता है।

तनाव का महत्व

तनाव का अध्ययन इंजीनियरिंग और सामग्री विज्ञान में महत्वपूर्ण है। यह हमें यह समझने में मदद करता है कि विभिन्न सामग्रियां बलों के तहत कैसे व्यवहार करती हैं। इसका उपयोग इमारतों, पुलों, हवाई जहाजों और अन्य संरचनाओं के डिजाइन में किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि वे सुरक्षित और टिकाऊ हैं।

उदाहरण के लिए, जब एक पुल को डिजाइन किया जाता है, तो इंजीनियर यह सुनिश्चित करते हैं कि पुल पर पड़ने वाले तनाव को सामग्री सहन कर सकती है। वे विभिन्न भारों और पर्यावरणीय कारकों के तहत पुल के तनाव का विश्लेषण करते हैं ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि पुल सुरक्षित रहेगा।

कुछ और उदाहरण

1. धातु की छड़: यदि आप एक धातु की छड़ को खींचते हैं और उसकी लंबाई 1% बढ़ जाती है, तो तनाव 0.01 होगा।
2. रबर बैंड: यदि आप एक रबर बैंड को खींचते हैं और उसकी लंबाई दोगुनी हो जाती है, तो तनाव 1 होगा।
3. कंक्रीट का खंभा: यदि आप एक कंक्रीट के खंभे को दबाते हैं और उसकी लंबाई 0.05% कम हो जाती है, तो तनाव 0.0005 होगा।

तनाव और विकृति

तनाव और विकृति दो संबंधित अवधारणाएं हैं जो सामग्री के यांत्रिक व्यवहार का वर्णन करती हैं।

• तनाव (Stress): यह प्रति इकाई क्षेत्र पर लगने वाला बल है। इसे आमतौर पर पास्कल (Pa) या psi (पाउंड प्रति वर्ग इंच) में मापा जाता है।
• विकृति (Strain): यह वस्तु के आकार में परिवर्तन का माप है। यह एक आयामहीन राशि है।

तनाव और विकृति के बीच का संबंध सामग्री के यांत्रिक गुणों को निर्धारित करता है। उदाहरण के लिए, हुक का नियम बताता है कि प्रत्यास्थ सीमा के भीतर, तनाव विकृति के समानुपाती होता है।

महत्वपूर्ण बिंदु

• तनाव एक आयामहीन राशि है।
• तनाव को आकार में परिवर्तन और मूल आकार के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।
• तनाव को मापने के लिए स्ट्रेन गेज, एक्सटेंसोमीटर और डिजिटल छवि सहसंबंध जैसी तकनीकों का उपयोग किया जाता है।
• तनाव का अध्ययन इंजीनियरिंग और सामग्री विज्ञान में महत्वपूर्ण है।

मुख्य बातें

• तनाव एक आयामहीन राशि है, इसलिए इसकी कोई इकाई नहीं होती।
• तनाव को आकार में परिवर्तन और मूल आकार के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।
• तनाव का अध्ययन इंजीनियरिंग और सामग्री विज्ञान में महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह हमें यह समझने में मदद करता है कि विभिन्न सामग्रियां बलों के तहत कैसे व्यवहार करती हैं।
• तनाव को मापने के लिए विभिन्न तकनीकों का उपयोग किया जाता है, जिनमें स्ट्रेन गेज, एक्सटेंसोमीटर और डिजिटल छवि सहसंबंध शामिल हैं।
• तनाव और विकृति दो संबंधित अवधारणाएं हैं जो सामग्री के यांत्रिक व्यवहार का वर्णन करती हैं।

मुझे उम्मीद है कि यह लेख आपको तनाव की इकाई को समझने में मदद करेगा। यदि आपके कोई और प्रश्न हैं, तो कृपया पूछने में संकोच न करें!